Dans le vaste domaine de la préparation de matériaux chimiques, l'hydrolyse en phase gazeuse occupe une place importante dans la préparation de Silice colloïdale de sodium avec ses avantages uniques. Cette méthode peut contrôler avec précision la distribution granulométrique et la pureté du produit, et peut également garantir que le sol de silice produit a une bonne dispersibilité et stabilité.

Les principales matières premières de l'hydrolyse en phase gazeuse sont le chlorosilane, tel que le tétrachlorure de silicium (SiCl₄), et la vapeur d'eau comme milieu réactionnel. Ces matières premières doivent être strictement contrôlées et prétraitées pour garantir leur pureté et leur réactivité. Il est également nécessaire de préparer une quantité appropriée d’hydrogène ou d’oxygène comme gaz porteur pour acheminer les matières premières dans la zone de réaction.

Le processus réactionnel d’hydrolyse en phase gazeuse est le suivant.
Mélange et chauffage : Le chlorosilane et la vapeur d'eau sont mélangés dans une certaine proportion et chauffés à la température élevée requise pour la réaction via un système de préchauffage. Cette plage de température est généralement comprise entre 1 000 ℃ et 2 000 ℃, selon le type de réactifs et les conditions de réaction.
Hydrolyse en phase gazeuse : À haute température, les chlorosilanes subissent de violentes réactions d'hydrolyse en phase gazeuse avec la vapeur d'eau. Dans ce processus, la liaison silicium-chlore dans la molécule de chlorosilane se rompt et se combine avec l'hydroxyde de la molécule d'eau pour générer du dioxyde de silicium (SiO₂) et du chlorure d'hydrogène (HCl). L'équation de réaction peut être simplifiée comme suit : SiCl₄ 2H₂O → SiO₂ 4HCl.
Nucléation et croissance : au fur et à mesure que la réaction se déroule, les particules de dioxyde de silicium générées commencent à se nucléer et à croître progressivement. Ces particules restent en suspension dans la phase gazeuse et forment des particules plus grosses par collision et polymérisation. Le gaz chlorure d'hydrogène généré par la réaction est rapidement évacué du système de réaction pour éviter des effets néfastes sur le processus de réaction.
Refroidissement et collecte : les particules de dioxyde de silicium générées par la réaction pénètrent dans la zone de refroidissement avec le flux d'air, refroidissent rapidement et se solidifient à basse température, et sont absorbées par l'eau pour former un sol de silice. Afin d'améliorer la stabilité et la dispersibilité du sol de silice, il peut être nécessaire de traiter davantage la solution, par exemple en ajoutant des stabilisants ou en ajustant la valeur du pH.

Le sol de silice préparé par hydrolyse en phase gazeuse nécessite généralement une série de traitements ultérieurs pour éliminer les impuretés, ajuster la distribution granulométrique et améliorer les performances du produit. Ces étapes de traitement peuvent comprendre la filtration, le lavage, le séchage et la dispersion. Le sol de silice colloïdale de sodium final possède de bonnes propriétés physiques et chimiques et est largement utilisé dans le moulage de précision, l'industrie du revêtement, l'industrie de la fabrication du papier et les supports de catalyseurs.